PC-03M ЛАЗЕРНЫЙ МАРКЕР - СО СКАНИРОВАНИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ АКУСТООПТИЧЕСКИМИ ДЕФЛЕКТОРАМИ
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
ЛАЗЕРНЫЙ МАРКЕР
СО СКАНИРОВАНИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ
АКУСТООПТИЧЕСКИМИ ДЕФЛЕКТОРАМИ
PC-03M
Руководство по эксплуатации
MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ…………………………….….…..…………. 3
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ………………………….…………..……… 7
3. СОСТАВ УСТРОЙСТВА……………………………..…….…………… 8
4. УСТРОЙСТВО И РАБОТА……………….……………...……..……… 11
4.1 Схема подключения устройства…………………….……...…... 11
5. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ…………………............................. 14
6. СЕАНТ РАБОТЫ С КОМПЛЕКСОМ………………………………….. 22
2
MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Принцип действия лазерного маркера PC-03M основан на сканировании в двух
взаимно перпендикулярных плоскостях пучка твердотельного лазера, работающего в
режиме модуляции добротности, с помощью акустооптических дефлекторов путем
изменения во времени управляющих высокочастотных сигналов f x (t) и f y (t) ,
поступающих на акустооптические дефлекторы и отклоняющих пучок в
горизонтальной (Х) и вертикальной плоскостях (Y) соответственно. Законы
изменения сигналов во времени f x ( t ) и f y ( t ) поступают в модуль питания и
управления (МПУ) от внешнего устройства по интерфейсу RS-485.
Схема структурная лазерного маркера PC-03M со сканированием выходного
излучения акустооптическими дефлекторами приведена на рисунке 1.
Включение + 27 В
RS-485 МПУ Излучатель
FM
fx(t)
fy(t)
Рисунок 1. Структурная схема лазерного маркера PC-03M.
3
MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
Она содержит модуль питания и управления (МПУ) и излучатель. Питание МПУ
+2
осуществляется от бортовой сети (БС) напряжением 27 − 3 В.
Включение лазерного маркера PC-03M осуществляется сигналам «Включение»,
путем подачи напряжения бортовой сети на этот вход. Сигналы управления
излучателем PC-03M поступают на МПУ от внешнего контроллера управления по
интерфейсу RS-485.
Схема функциональная лазерного маркера PC-03M приведена на рисунке 2.
Преобразователь напряжения 2 из входного напряжения бортовой сети
вырабатывает напряжения + 8 В, - 8 В, поступающие на драйвер ТЭМ и ЛД 4, а
также напряжение + 5 В, необходимое для питания блока управления 3, и
контроллера синтезатора частот 5. Драйвер ТЭМ и ЛД 4 в автономном режиме
поддерживает температуру верхней пластины термоэлектрического модуля (ТЭМ),
на которой установлены лазерные диоды (ЛД) накачки активного элемента лазера и
датчик температуры, по выходному напряжению Ut которого осуществляется
стабилизация температуры. Драйвер ТЭМ и ЛД 4 также по команде Uлд ,
поступающей от блока управления, формирует заданный ток питания лазерных
диодов.
Преобразователь, ВЧ-модулятор 1 из входного напряжения бортовой сети,
поступающее на него после ключевой схемы преобразователя напряжения 1,
вырабатывает выходное напряжение +12В, необходимое для питания усилителей
мощности синтезатора частот 5. От него также питается высокочастотный усилитель
мощности ВЧ-модулятора, 80 МГц–й высокочастотный модулированный сигнал
которого используется для управления акустооптическим затвором резонатора
лазера. Частота модуляции устанавливается по данным внешнего контроллера и
составляет 5, 10 или 20 кГц.
Блок управления 3 по сигналам внешнего контроллера управляет работой
синтезатора частот 5, который преобразует многоразрядный цифровой код,
поступающий от блока управления и определяющий местоположения лазерного
пучка в секторе сканирования, в аналоговый синусоидальный сигнал в диапазоне 64
– 96 МГц. С помощью усилителей ВЧ синусоидальный сигнал увеличивается до
требуемого уровня управления акустооптическими дефлекторами АОД1 и АОД2.
Мощность высокочастотных сигналов управления дефлекторами составляет около
5 Вт.
4
MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
Включение +27 В
МПУ
Преобразователь, +27 Преобразователь +5 Блок
ВЧ
модулятор напряжения управления
1 2 3
Um
+8
-8
+12 +5
UЛД
Ut Драйвер
ТЭМ и ЛД
4
UТЭМ IЛД
+5 D
Синтезатор
частот
LC - 06 UВ
5
FM fx(t) fy(t)
Излучатель RS - 485
6
Рисунок 2 – Схема функциональная лазерного маркера PC-03M
5
MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
Схема функциональная излучателя PC-03M приведена на рисунке 3.
Резонатор с Телескоп –
Накачка акустооптическим расширитель АОД 1 АОД 2
затвором пучка
UT
UТЭМ IЛД FM fy(t) fx(t)
Рисунок 3 - Схема функциональная излучателя PC-03M.
Узел накачки состоит из трех лазерных диодов и фокусирующей системы,
установленных на верхней пластине термоэлектрического модуля (ТЭМ). На ней
также установлен датчик температуры, по выходному напряжению Ut которого
драйвером ТЭМ и ЛД 4 МПУ осуществляется стабилизация температуры ТЭМ.
Лазерные диоды, при подаче на них тока от драйвера ТЭМ и ЛД 4, осуществляют
непрерывную накачку мощностью около 8 Вт активного элемента из
алюмоиттриевого граната (Y3Al5O12:Nd3+), на длине волны излучения 808 нм.
В период, когда на акустооптический затвор (АОЗ) непрерывно поступает
синусоидальный ВЧ-сигнал, резонатор эффективно хранит атомы в возбужденном
состоянии, так как добротность резонатора в этот момент мала из-за вносимых АОЗ
потерь. При прекращении подачи синусоидального сигнала Fм добротность
резонатора практически мгновенно становится очень высокой, и запасенная на
первом этапе энергия выделяется в виде гигантского импульса. Частота модуляции
устанавливается по данным внешнего контроллера и составляет 5, 10 или 20 кГц.
Для согласования апертуры пучка с апертурой дефлектора в схеме
использован телескоп, увеличивающий диаметр пучка до 9 мм.
Посредством акустооптических дефлекторов АОД1 и АОД2 осуществляется
развертка луча в плоскости, перпендикулярной оси направленности излучения.
Принцип действия АОД основан на изменении углового положения луча, вследствие
дифракции на решетке, возбуждаемой в кристалле дефлектора высокочастотным
электрическим сигналом.
6
MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
2.ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Параметр Значение
Длина волны, мкм 1,064
Средняя выходная мощность, мВт, не менее
при f=5 кГц 800
при f=10 кГц 1300
Энергия в импульсе, мкДж, не менее
при f=5 кГц 150
при f=10 кГц 125
Диаметр выходной апертуры, мм 9
Расходимость излучения, мрад 0,3
Диапазон углов сканирования, градусов ±1,5
Линейный размер поля *, мм 26х26
Дискретность смещения, угл. секMosLaserLab лазерный маркер РС-03М
3.СОСТАВ УСТРОЙСТВА
Комплект поставки изделия PC-03M включает:
Наименование Обозначение Кол-во
Излучатель - 1
Модуль питания и управления (технологического типа) МПУ 1
Кабель питания КП 1
Паспорт ПС 1
Руководство по эксплуатации РЭ 1
CD с программой «РС-03QM» CD 1
Инструкция по технике безопасности ТБ 1
Габаритный чертеж МПУ лазерного маркера PC-03M приведен на рисунке 4.
Общий вид МПУ лазерного маркера PC-03M приведен на рисунке 5.
Габаритный чертеж излучателя PC-03M приведен на рисунке 6.
Общий вид излучателя PC-03M приведен на рисунке 7.
8MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
Рисунок 4 – Габаритный чертеж МПУ лазерного маркера PC-03M
Рисунок 5 - Общий вид МПУ лазерного маркера PC-03M.
9MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
Рисунок 6 – Габаритный чертеж излучателя PC-03M
Рисунок 7 - Общий вид излучателя PC-03M.
10MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
4.УСТРОЙСТВО И РАБОТА
4.1. Схема подключения устройства
Назначение разъемов МПУ:
1- Разъем «X2» используется для подключения кабеля питания, соединяющего БУ
с внешним источником питания 27В;
2- Разъем «X1» используется для подключения:
- шины внешнего контроллера управления по интерфейсу RS-485 в штатном
режиме;
- выходной шины преобразователя интерфейса RS-232 в RS-485, размещенного
между МПУ и ПЭВМ с установленным программным обеспечением «PC-03M» в
режиме пусконаладочных работ.
3- Разъем «Х3» используется для подключения силового кабеля «X1» излучателя;
4- Разъем «X4» используется для подключения ВЧ кабеля «X2» АОД 2 (с синей
меткой) излучателя;
5- Разъем «Х5» используется для подключения ВЧ кабеля «X3» АОД 1 (с красной
меткой) излучателя;
6- Разъем «Х6» используется для подключения ВЧ кабеля «X4»
акустооптического затвора (АОЗ) излучателя.
Схема подключения лазерного маркера PC-03M в штатном режиме
приведена на рисунке 8.
Схема подключения лазерного маркера PC-03M в режиме
пусконаладочных работ с управлением от внешней ПЭВМ приведена на
рисунке 9.
Порядок подключения:
1. Кабель питания «X1» излучателя подключить к разъему «X3» МПУ;
2. ВЧ кабели излучателя «X3» от АОД1 (красная метка) и «X2» от АОД2
(синяя метка) подключить к разъемам «Х5» и «Х4» МПУ, соответственно;
3. ВЧ кабель излучателя «X4» от АОЗ подключить к разъему «Х6» МПУ;
4. Кабель интерфейса RS-485 от внешнего контроллера подключить к разъему
«Х1» МПУ;
5. Кабель питания подключить к разъему «Х2»;
+2
6. Ответную часть кабель питания подключить к источнику питания 27 − 5 В,
10 А и к тумблеру включения. Устройство готово к работе.
11MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
Внимание! Укладку ВЧ кабелей дефлекторов в составе
аппаратуры производить отдельно от других кабелей.
Внимание! Перед началом работы ознакомьтесь с прилагаемой
инструкцией по технике безопасности!
Внимание! При эксплуатации излучателя PC-03QM необходимо
устанавливать его на теплоотводящее основание, обеспечивающее
рассеивание тепловой мощности величиной не менее 100 Вт. Поверхность
теплоотвода должна иметь чистоту поверхности не хуже Ra=1,25.
+БС 1X1
-БС (общий) 2X1
3X1
Вкл. 4X1
X1 МПУ Излучатель
X2
X3 X1
X1
Внешний RS-485
X4 X5 X6 X4 X3 X2
контроллер
FM
fx(t)
fy(t)
Рисунок 8 - Схема подключения лазерного маркера PC-03M
в штатном режиме.
12MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
+БС 1X1
-БС (общий) 2X1
3X1
Вкл. 4X1
X1
X2 МПУ
Преобразователь
Излучатель
ПЭВМ интерфейса X1 X3 X1
RS-232 RS-232 в RS-485 RS-485
X4 X5 X6 X4 X3 X2
FM
fx(t)
fy(t)
Рисунок 9 - Схема подключения лазерного маркера PC-03M в режиме
пусконаладочных работ с управлением от внешней ПЭВМ.
13MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
5. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
5.1 Основные возможности программы «Маркер»
• создание, сохранение и модификация пользовательских эскизов
проектов при помощи элементов управления «Фоновая картинка»,
«Тексты», «Счетчики», «Даты» и «Время»;
• использование тестовых эскизов проектов для проверки
функционирования комплекса при пуско-отладочных работах;
• наблюдение в окне «Демонстрация вывода» траектории пути движения
луча по эскизу проекта;
• отслеживание состояния буферов обмена блока управления в окне
«Работа с аппаратурой»;
• управление частотой следования импульсов лазерного излучения;
• установка размерности поля эскиза проекта (максимально 512х512
точек);
• управление цикличностью вывода эскиза проекта.
14MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
5.2 Терминология
Проект - элемент управления или совокупность элементов управления с
набором определенных характеристик, таких как координаты и шрифт. Файл проекта
имеет расширение *.mpj
Элементами управления могут быть: тестовые объекты, фоновая картинка,
тексты, счетчики, даты, время.
Эскиз проекта - совокупность точек, отображаемых в окне «Эскиз проекта».
5.2.1 Описание главного окна
Для управления работой РС-03М используется программа «Маркер». Ниже
приводится главное окно программы «Маркер» ver.1.2.
Рисунок 8 – Главное окно программы Маркер ver.1.1
15MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
5.2.2 Структура меню
1. Файл
1.1. Открыть проект - открытие сохраненного ранее проекта;
1.2. Сохранить проект - сохранение проекта в формате *.mpj;
1.3. Очистить проект - очищается область выбора элементов проекта,
окно эскиза проекта и буфер;
1.4. Выход- выход из программы с потерей всех несохраненных
данных.
2. Объекты
2.1. Тестовые растры - выбор тестовых объектов;
2.2. Окно вывода - отображает эскиз проекта и перемещения лазера;
2.3. Шрифт по умолчанию - установка шрифта, который будет
использован по умолчанию в случае установки флажка в поле
особый шрифт;
2.4. Контроллер - информация о состоянии буферов обмена.
3. Помощь
3.1. О программе - краткая справка о программе.
5.2.3. Порядок работы с тестовыми растрами
Пункт меню 2.1 – Тестовые растры (Рисунок 9)
Рисунок 9 – Тестовые растры
16MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
При нажатии на кнопку «Диагональ» в буфере формируется последовательность
точек, представляющих из себя прямую, направленную из левого верхнего в правый
нижний угол (Рисунок 10). При нажатии на кнопку «Константа» в буфере
формируется точка с координатами, прописанными в полях «Константа Х» и
«Константа Y». Размеры поля 512х512 точек, т.е. при Константа Х = 256 и Константа
Y = 256, точка окажется в центре. При нажатии на кнопку «Матрица NxN» в буфере
формируется матрица, состоящая из точек, количество которых определяется
параметром N (Рисунок 11).
Рисунок 10- «Диагональ» в окне Рисунок 11 - «Матрица 16х16» в
вывода окне вывода
Кнопка «Текст» формирует в окне эскиза проекта несколько строк текста
(Рисунок 12).
Рисунок 12 – После однократного нажатия на кнопку «Текст»
17MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
После повторного и дальнейших нажатий на кнопку «Текст» происходит
разворот текста против часовой стрелки (Рисунок 13).
Рисунок 13 - После двукратного нажатия на кнопку «Текст»
Ниже приведены рисунки для кнопок «Стрелка», «Круг» и «Сетка».
Рисунок 14 – «Стрелка»
Рисунок 15 – «Круг» Рисунок 16 – «Сетка»
18MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
Следует отметить, что для кнопок «Текст», «Стрелка», «Круг» и «Сетка»
изображение формируется в окне эскиза проекта. Для загрузки изображения из окна
эскиза проекта в буфер необходимо нажать на кнопку «Сформировать буфер». После
нажатия этой кнопки в информационной строке программы появляется надпись
«Буфер сформирован и оптимизирован. Точек #», где #- количество точек в буфере
(max 300000). Кнопка «Очистить экран» очищает окно эскиза проекта и буфер.
5.2.4. Порядок создания пользовательских растров
В левом верхнем углу главного окна программы располагается область выбора
элементов проекта, которыми могут быть:
• Фоновая картинка;
• Тексты;
• Счетчики;
• Даты;
• Время.
Добавление и удаление элементов осуществляется при помощи контекстного
меню, вызываемого правой кнопкой мыши. Контекстное меню имеет следующую
структуру:
o Добавить - добавляет элемент;
o Очистить - удаляет элемент;
o Изменить.
В качестве фоновой картинки требуется загрузить файл в формате bmp
(Windows bitmap). Картинка должна содержать не более 300000 цветных точек и
иметь размер не более 512х512 точек. Каждая не белая точка считается черной и
будет прожигаться при работе комплекса.
При добавлении элемента в раздел «Тексты» добавляется строка текста, которая
по умолчанию имеет координаты Х=0, Y=0 и шрифт, установленный по умолчанию в
соответствующем разделе меню. Изменить положение текста в окне эскиза проекта
можно путем введения координат Х и Y. Редактирование текста осуществляется
через область управления элементами проекта. Для изменения шрифта и размеров
текста необходимо поставить флажок в поле «Особый шрифт», нажать кнопку
«Шрифт» и далее выбрать требуемый шрифт и его параметры.
При добавлении новых элементов из разделов «Тексты», «Счетчики», «Даты»,
«Время» может происходить наложение последнего добавленного элемента на
19MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
предыдущие. Чтобы увидеть скрытый элемент, необходимо изменить его
координаты или координаты элемента, который его скрывает.
Элемент из раздела «Счетчики» представляет собой строку текста, содержащую
постоянную часть и изменяемую. В ручном режиме для увеличения или уменьшения
счетчиков служат соответствующие кнопки в области управления счетчиками. В
автоматическом режиме увеличение счетчиков происходит с каждым нажатием на
кнопку «Старт», уменьшение не предусмотрено.
При добавлении элемента в раздел «Даты» добавляется текущая дата (по
системному времени) в формате «Дата [DD.MM.YYYY] г.».
При добавлении элемента в раздел «Время» добавляется текущее системное
время в формате «Время [HH:MM]».
После того как требуемый эскиз проекта создан, его необходимо сохранить на
жестком диске ПЭВМ для дальнейшего использования в файле с расширением *.mpj
20MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
5.2.5. Инсталляция программного обеспечения
1. Соберите РС-03М, согласно пункту 4.1;
2. Включите ПЭВМ;
3. Скопируйте папку SOFT с CD на ПЭВМ;
4. Включите МПУ;
5. Установите драйвер (путь SOFT\Ftdi\D2xx\);
Инсталляция окончена! Исполняемый файл программы Marker.exe.
21MosLaserLab лазерный маркер РС-03М
6. СЕАНС РАБОТЫ С КОМПЛЕКСОМ
Внимание! Лазер излучает невидимое лазерное излучение с длиной
волны 1064 нм. Попадание прямого или отраженного лазерного излучения в
глаза может вызвать серьёзные повреждения и, возможно, слепоту.
Перед началом работы ознакомьтесь с прилагаемой инструкцией по
технике безопасности!
1. Подготовьте оборудование к работе, согласно пункту 4.1;
2. Включите МПУ
3. Запустите программу «Маркер»;
4. Создайте эскиз проекта или откройте готовый проект;
5. Для работы в цикле установите флажок в соответствующем поле справа от
окна эскиза проекта;
6. Нажмите кнопку «Лазер» на блоке управления;
7. Нажмите кнопку «Старт» в области управления выводом;
8. В случае работы комплекса от внешнего сигнала через разъем «Х1»
подайте внешний сигнал.
Выключение излучения осуществляется в обратном порядке!
22Вы также можете почитать
